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钢管混凝土柱与混凝土连接节点示例

发布于：2023-01-20 13:20:20 来自：建筑结构/混凝土结构 [复制转发]


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在钢牛腿上下翼缘的根部，即型钢混凝土柱外皮的位置设置竖向肋板，高度150mm，厚度50mm，其侧面根据梁纵筋的排布在工厂内焊上相应数量的机械连接套筒。为了使梁纵筋的力实现有效传递，分别在对应梁上、下最外排套筒的高度设置30mm厚的水平肋板，相应圆钢管柱内也要设置30mm厚的水平内隔板。根据混凝土梁内力包络图可知，钢牛腿上翼缘受拉，圆钢管柱内相应位置也应该设置水平内隔板，但是由于此内隔板与其上排的内隔板间距太近，两隔板间混凝土很难浇实，因此把此内隔板下移至距离上排套筒隔板200mm的位置。另外由于50mm厚竖肋板承受的由钢筋传来的侧向力很大，因此在竖肋板中心位置，在其与圆钢管柱之间增加一道竖向加劲肋，厚度同钢牛腿腹板厚度为30mm。
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节点梁端剪力的传递方式主要有两个途径: 一是通过混凝土梁与钢牛腿之间的局部承压和粘结摩擦作用，将剪力由混凝土梁传递到钢牛腿上，并通过钢牛腿与钢管间的焊缝将剪力传递到钢管上; 二是通过混凝土梁与钢管之间的粘结摩擦作用，以及梁端弯矩引起的混凝土梁上端或者下端挤压钢管混凝土柱而产生的摩擦作用，将剪力传递到钢管混凝土柱上。根据已有工程经验，设置外环板节点后节点粘结摩擦作用会有提升，但在设计中为达到“强剪弱弯”的目的，将混凝土与钢管之间的粘结摩擦作用仅作为安全储备。为保证节点的抗剪承载力满足设计要求，同时简化设计，按钢牛腿承担全部剪力进行计算。节点梁端弯矩的传递途径: 一是通过钢筋混凝土传递，弯矩产生的拉力由梁上部纵筋( 包括预应力钢筋) 承担，压力由梁下部混凝土承担; 二是通过H型钢牛腿和外环板传递，在牛腿的外伸端以及外环板端部，将梁纵筋与H型钢牛腿和外环板的上下翼缘进行焊接，将弯矩产生的纵筋拉力直接传至钢牛腿和外环板上，再通过钢牛腿与钢管间的焊缝将弯矩传递到钢管混凝土柱上。设计时综合考虑两种弯矩传递方式的作用，进行牛腿的抗弯验算。由于梁上部第二排、第三排纵筋及梁下部第三排纵筋与钢牛腿和外环板焊接施工难度大，同时考虑尽量减少开孔数量和开孔面积，所以采用并筋穿过钢管柱的方式。其他钢筋与钢牛腿和外环板焊接连接，为保证钢牛腿翼缘抗拉满足设计要求，同时合理简化设计，按钢牛腿翼缘抗拉承载力不小于与其相连纵筋抗拉承载力进行设计，即
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为降低施工建度，对型钢混凝土柱与普通钢筋混凝土梁的连接，施工方通常选择采用“钢牛腿+钢筋焊接”的连接方式。即在梁柱节点核心区部位的柱型铜翼缘外焊接钢牛腿。钢筋混凝土梁的上下铁钢筋分别与钢牛腿的上下翼缘焊接。对梁上铁和下铁为两排钢筋情形，考虑采取将钢牛腿翼缘“打折”的方式，两层钢筋等分别焊接在弯折前后的翼缘板上。此种连接方式要求钢牛腿翼缘板承受两层铜筋总拉力。按式（9-1）复核。将钢牛腿“打折”翼缘设计为一顺边形式，支座处的上下铁钢筋均焊接于翼缘板上表面，可有效避免仰焊。当型钢混凝土柱纵筋较少时，可将钢筋尽量布置在柱截面四角以保证其上下贯通但当柱配筋较大时，柱纵筋在钢牛腿翼缘宽度范围内不可避免地被切断，实际设计中考虑分别在钢牛腿上翼缘上方以及下翼缘下方柱钢筋对应位置设置搭筋钢板，焊接上柱及下柱纵钢筋。在钢牛腿上下翼缘之间的腹板两侧与上述搭筋钢板对应位置设置加劲钢板，以确保上下柱纵筋的连续传力，如图9-5所示。此处需要说明的是，（1）设计中应尽量避免出现梁3排及以上钢筋的情形。当出现3 排钢筋时，尽量使第3排钢筋布置于钢牛腿两侧并穿过节点核心区。（2）现行《型钢混凝土结构施工铜筋排布规则与构造详图》125G904提供了套筒、搭接、焊接等多种钢筋连接方式，原则上都是允许采用的有效连接方式，实际可根据工程具体情况采用多种连接方式的组合，以更好地满足施工需求。
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